[发明专利]一种永磁活塞式机电双元动力发动机

说明书

本发明属于内燃机工程及热能转化为电能和机械能的设备技术领域，涉及一种永磁活塞式机电双元动力发动机；包括活塞、缸套、隔热垫、永磁铁、电磁线圈、曲轴、燃烧室、上接线端子、下接线端子、连杆体和轴瓦等；所述套缸内表面下端设置有环槽，环槽中嵌装电磁线圈，电磁线圈通过上接线端子和下接线端子输出电压与电流，缸套内部设置有活塞，活塞能够在缸套内往复移动；活塞的下端裙部嵌装有永磁体，所述永磁体与活塞之间设置有隔热垫，活塞的上部设置有燃烧室，活塞通过连杆体、轴瓦带动曲轴转动；该装置主体结构合理，工作稳定，能同时输出机械动力或电动力，并且电能输出端固定，整体结构简单，具有较好的推广应用价值。

技术领域：

本发明属于内燃机工程及热能转化为电能和机械能的设备技术领域，涉及一种永磁活塞式机电双元动力发动机。在现有的双元发动机的结构上，通过改变电能输出结构实现双元动力的节能式发动机。

背景技术：

在军用或野外作业等领域，通常采用传统的活塞式内燃发电机组作为移动电源，这种传统的发电装置通常是由三部分组成：活塞式内燃机、旋转电机和一个机械参数变换连接装置(联轴器或变速器)。就目前而言，这种能量转换装置需要四个环节来完成热能向电能的转换，首先通过缸体、活塞等来完成燃料的热能向直线机械的转换；然后通过曲柄连杆机构来完成直线机械能向旋转机械能的转换；再将旋转机械能通过联轴器或变速器等中间环节，将机械动力参数进行变换，将动力传给发电机的转子；最后由发电机中转子和定子的相对运动完成磁力线的切割产生电流，最终实现了热能向电能的转换。

对于目前传统的活塞式内燃发电装置，虽然实现了由热能到电能的转变，但依然存在三方面的问题，一是这种能量转换装置仅有单一的对外输出动力，即仅实现了电力的对外输出，不能满足对多样化的作业对多种动力的需求；二是这种传统装置虽然仅实现了热能到电能的转变，但实质上这种装置含有两个独立的能量转换部件，即活塞式内燃机和旋转式发电机，并且这两个装置是通过外部连接而成，必然存在工作不协调、匹配不合理等缺点；三是这种装置在实现能量转换的过程中，由于传递路线较长、需要经过多个中间环节，必然造成能量传递效率的降低，效率的低下必然带来的是能源的浪费，生产和运行成本的增加，环境污染加剧等问题。

在现有技术中，由本申请人设计完成的公开号为CN200410036181.X的中国专利，公开了一种内燃式机械与电力双元能量输出方法及其装置，具体方法为，先由第一工作室完成燃料热能向直线机械能的转换，再由第二工作室完成直线机械能分流为两路，一路传递给第三或第一工作室，另一路按照电磁感应原理直接转换成交流电能并输出，传递到第三工作室中的直线机械能经曲轴-飞轮组件在有曲轴箱体内转换成旋转机械能斌并输出，该装置第二工作室中的活塞-动子组件是完成分流能量的部件，一方面带动曲轴-飞轮组件，一方面与定子组件绕组线圈相对运动产生电能；该专利将传统的活塞式内燃机与发电机集成一体，传递效率高，有效地解决了上述问题。但上述专利中动子为永磁体且与活塞轴向固联，增加了装配难度、机体高度和往复运动惯量，很难找到应用场合；故此，本申请人继续进行研发并申请了公开号为CN201721372809.2的中国专利，公开了“一种机械-电力双元动力发动机”，涉及内燃机工程领域，包括活塞、电磁线圈、滑动电刷和连杆体；活塞销的两端设有安装在活塞的销孔内的嵌槽内的弹性挡圈；所述活塞的裙部设有环槽，环槽内设置电磁线圈，滑动电刷与电良性导体极片通过压紧弹簧紧密接触，当活塞在缸套中做往复运动时，活塞内的电磁线圈做切割两磁铁间的磁感线的运动，且活塞、电磁线圈和滑动电刷做同步运动，该专利将线圈作为动子、永磁体作为定子，仍然用曲柄连杆机构来约束动子的运动和行程、驱动附属系统，并实现系统工作定时，希望能够解决上述弊端，但该专利的电流引出结构复杂、实现难度较大，为克服上述技术存在的缺点，以及满足生产生活的客观需要，申请人及其发明人团队对现有技术进行技术改进，提高设备的实用性。

发明内容：